專利名稱：濕蒸汽等干度分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是蒸汽輸配領(lǐng)域，是一種濕蒸汽等干度分配器。
背景技術(shù)：
在石油開采領(lǐng)域中，稠油熱采是一種高耗能的產(chǎn)業(yè)，節(jié)能潛力很大。在稠油熱采中，由注汽爐產(chǎn)生濕蒸汽，通過蒸汽管線把濕蒸汽注入到采油井下，使稠油軟化、粘性下降、 流動(dòng)性增大，便于采油機(jī)采油。為了提高稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性，注汽爐所產(chǎn)的濕蒸汽其蒸汽干度控制在75%左右，若蒸汽干度低于70%則稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性就下降，若蒸汽干度高于 80%則注汽爐的使用壽命會(huì)迅速縮短。含有氣相水蒸氣和液相水的混合物稱為濕蒸汽，它是氣液兩相流流體，其中氣相干飽和蒸汽的質(zhì)量與濕蒸汽質(zhì)量之比被定義為濕蒸汽干度， 簡稱為蒸汽干度。蒸汽干度是水蒸氣的重要品質(zhì)參數(shù)，在稠油熱采中蒸汽干度對(duì)采油的經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。稠油熱采中，通常采用一個(gè)注汽爐向多個(gè)采油井注汽，這就需要設(shè)置蒸汽分配器將一路濕蒸汽分配成多路濕蒸汽。稠油熱采的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性均要求，蒸汽分配器各出口的濕蒸汽其蒸汽干度應(yīng)相同，即等干度分配。若蒸汽分配器各出口的蒸汽干度不同，則蒸汽分配器的性能就不佳，則從而導(dǎo)致稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性大幅下降。公開號(hào)為CN101067475A的專利“蒸汽分配器和對(duì)稱分汽管線及其使用方法”，提出了一種蒸汽分配器，它的結(jié)構(gòu)為一個(gè)四通容器，該容器左側(cè)有進(jìn)汽噴嘴、上側(cè)和下側(cè)各有一個(gè)出汽噴嘴、右側(cè)有被堵頭封閉的出汽管，濕蒸汽經(jīng)進(jìn)汽噴嘴流入四通容器后，與右側(cè)出汽管堵頭碰撞，使?jié)裾羝谒耐ㄈ萜鲀?nèi)混合均勻。四通容器上側(cè)出汽噴嘴與上分汽管線連接，四通容器下側(cè)出汽噴嘴與下分汽管線連接，在上分汽管線和下分汽管線上，均依次裝有節(jié)流噴嘴、壓力表和流量調(diào)節(jié)閥，上分汽管線和下分汽管線是對(duì)稱管線，通過對(duì)上分汽管線和下分汽管線上的流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，使上分汽管線和下分汽管線上的壓力表的壓力相同， 則有上分汽管線流量和下分汽管線流量相同，從而就有上分汽管線入口和下分汽管線入口的蒸汽干度相同。雖然公開號(hào)為CN101067475A的專利“蒸汽分配器和對(duì)稱分汽管線及其使用方法”，其蒸汽分配器和對(duì)稱分汽管線對(duì)濕蒸汽等干度分配有一定的作用和效果，但存在著如下四個(gè)技術(shù)缺陷，一是，因?yàn)闈裾羝菤庖簝上嗔?，其流態(tài)復(fù)雜、流態(tài)隨機(jī)波動(dòng)大，氣液相互吸引力弱、從而在蒸汽分配器內(nèi)濕蒸汽進(jìn)行氣液均勻混合的難度很大，所以四通容器內(nèi)濕蒸汽難于達(dá)到混合均勻的效果，這在理論分析和反復(fù)實(shí)驗(yàn)中都證明了這一點(diǎn)，特別是若上分汽管線和下分汽管線不對(duì)稱，會(huì)使上分汽管線入口和下分汽管線入口的蒸汽干度差別較大，這點(diǎn)也被理論分析和反復(fù)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)；二是，不能直接進(jìn)行多路濕蒸汽等干度分配，若需要多路濕蒸汽等干度分配，就需要設(shè)置多個(gè)蒸汽分配器以及多路的對(duì)稱分汽管線，這導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)和工程安裝費(fèi)大幅增加；三是，通過對(duì)上分汽管線和下分汽管線上的流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，使上分汽管線和下分汽管線上的壓力表壓力相同、流量相同，這一調(diào)節(jié)措施在工程實(shí)施中其調(diào)節(jié)工作量大、調(diào)節(jié)精度不高，尤其是注汽爐濕蒸汽壓力的變化、采油井下背壓的變化，都會(huì)導(dǎo)致流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)好后的狀態(tài)失效；四是，通過對(duì)上分汽管線和下分汽管線上的流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)使上分汽管線與下分汽管線同流量，來保證上分汽管線入口和下分汽管線入口的蒸汽干度相同，這樣的做法又限制了各采油井對(duì)濕蒸汽流量有差別化的技術(shù)需求。由于現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽分配器和對(duì)稱分汽管線及其使用方法，存在著四通容器等干度分配的精度不高、可靠性不高、流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)操作的工作量大、調(diào)節(jié)操作的難度大、不能滿足多個(gè)采油井流量差別化供汽的技術(shù)需求，所以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，研究設(shè)備簡單、性能優(yōu)良、易操作的濕蒸汽等干度分配器，對(duì)提高稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能是很十分重要的。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的精度低、可靠性差和調(diào)節(jié)操作的難度大，以及不能滿足多個(gè)采油井流量差別化供汽需求的不足，本發(fā)明提出了一種濕蒸汽等干度分配器。本發(fā)明包括擴(kuò)容罐、干燥濾液板、頂支桿架、分汽缸壓力表、分汽缸、匯流三通、分水缸、分水缸壓力表、底支桿架、支桿、浮體和浮體管。其中，擴(kuò)容罐的上下兩端分別有擴(kuò)容罐出汽口和擴(kuò)容罐出水口。浮體位于擴(kuò)容罐內(nèi)，支桿貫穿浮體管后，兩端分別固定在擴(kuò)容罐出汽口和擴(kuò)容罐出水口內(nèi)；干燥濾液板位于擴(kuò)容罐內(nèi)，并套裝在位于擴(kuò)容罐出汽口一端的支桿上。擴(kuò)容罐的擴(kuò)容罐出汽口通過分汽缸進(jìn)汽管與分汽缸連通。擴(kuò)容罐的擴(kuò)容罐出水口通過分水缸進(jìn)水管與分水缸連通。分汽缸上均勻分布著1 10個(gè)接口、分水缸上也均勻分布著1 10個(gè)接口 ；匯流三通的個(gè)數(shù)也為1 10，每個(gè)匯流三通上有一根匯流三通進(jìn)汽管、 一根匯流三通進(jìn)水管和一根匯流三通輸出管，每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)汽管與分汽缸上的一個(gè)接口相通，每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)水管與分水缸上的一個(gè)接口相通，并且每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)汽管與匯流三通進(jìn)水管具有相同的管內(nèi)徑和管長度。在分汽缸上安裝有分汽缸壓力表，在分水缸上安裝有分水缸壓力表。在擴(kuò)容罐出水口處有排污管。擴(kuò)容罐的側(cè)壁中部有擴(kuò)容罐進(jìn)汽口，罐蓋中心區(qū)有擴(kuò)容罐出汽口，罐底中心區(qū)有擴(kuò)容罐出水口 ；擴(kuò)容罐內(nèi)有支桿、浮體和干燥濾液板。浮體是由上浮塞、浮球、下浮塞和浮體管組合而成。其中，上浮塞和下浮塞均為空心桿。上浮塞和下浮塞的內(nèi)孔均為浮塞通孔。在浮球上有過球心的浮球通孔。浮體管的管長等于上浮塞通孔、浮球通孔和下浮塞通孔的長度之和。浮體管依次貫穿上浮塞通孔、浮球通孔和下浮塞通孔。擴(kuò)容罐出汽口的管口固定有頂支桿架，擴(kuò)容罐出水口的管口固定有底支桿架。干燥濾液板的中心有上浮塞的過孔，該過孔的孔徑為上浮塞外徑的1. 1倍；在干燥濾液板的表面均勻分布著若干個(gè)貫通孔。本發(fā)明將管道內(nèi)的濕蒸汽引入到擴(kuò)容罐，濕蒸汽流入擴(kuò)容罐中經(jīng)減速和擴(kuò)容后分離為氣相的干飽和蒸汽和液相的飽和水，干飽和蒸汽和飽和水分別通過分汽缸進(jìn)汽管和分水缸進(jìn)水管流入分汽缸和分水缸中；分汽缸為其內(nèi)部蒸汽壓力分布相同的容器，分水缸為其內(nèi)部水壓分布相同的容器，從分汽缸引出M根管道，從分水缸中也引出M根管道；每根從分汽缸引出的管道與每根從分水缸中引出的管道組合為一個(gè)匯流式三通，這樣分汽缸各引出管與分水缸各引出管兩兩結(jié)合就構(gòu)成了 M個(gè)匯流三通，保持各匯流三通的兩個(gè)進(jìn)入管等同，即具有相同的管內(nèi)徑和管長度，就可使各匯流三通中輸出管的蒸汽干度相同。為保持濕蒸汽等干度分配器工作穩(wěn)定、可靠和連續(xù)，依據(jù)浮球受水中浮力的作用，由浮球隨水面上下運(yùn)動(dòng)來形成流量調(diào)節(jié)閥，將擴(kuò)容罐出汽口、擴(kuò)容罐出水口的均設(shè)置為喇叭管，在擴(kuò)容罐內(nèi)由浮球支桿、上浮塞、浮球、下浮塞、擴(kuò)容罐出汽口、擴(kuò)容罐出水口組合成可自動(dòng)調(diào)節(jié)出汽流量和出水流量的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)器。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)濕蒸汽等干度分配，能自動(dòng)調(diào)節(jié)擴(kuò)容罐的出汽流量和出水流量，使?jié)裾羝雀啥确峙淦鞴ぷ鞣€(wěn)定、可靠和連續(xù)，為提高稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性提供了重要的技術(shù)保證。

[0014]圖1是濕蒸汽等干度分配器的結(jié)構(gòu)示意圖，[0015]圖2是浮體的結(jié)構(gòu)示意圖，其中[0016]1.擴(kuò)容罐進(jìn)汽口2.擴(kuò)容罐3.干燥濾液板4.擴(kuò)容罐出汽口[0017]5.頂支桿架6.分汽缸進(jìn)汽1f ^分汽缸壓力表8.分汽缸[0018]9.匯流三通進(jìn)汽管10.匯流三通11.匯流三通輸出管12.匯流三通進(jìn)水售[0019]13.分水缸 14.分水缸壓力表15.分水缸進(jìn)水管16.排污管[0020]17.排污閥 18.底支桿架19.擴(kuò)容罐出水口20.支桿[0021]21.浮體 22.浮體管23.上浮塞通孔24.上浮塞[0022]25.浮球通孔 26.浮球27.下浮塞通孔28.下浮塞
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一本實(shí)施例為濕蒸汽等干度分配器。來自注汽爐的濕蒸汽管道與擴(kuò)容罐進(jìn)汽口 1連接，匯流三通的匯流三通輸出管11出口分別與采油井蒸汽管道連接。分汽缸8上有匯流三通進(jìn)汽管9的管接口，分水缸13上亦有匯流三通進(jìn)水管12的管接口。匯流三通的數(shù)量與所連通的采油井蒸汽管道的數(shù)量相同；匯流三通進(jìn)汽管9、匯流三通進(jìn)水管12和匯流三通輸出管11的數(shù)量與匯流三通的數(shù)量相同。如表所示
權(quán)利要求1.一種濕蒸汽等干度分配器，其特征在于，包括擴(kuò)容罐、干燥濾液板、頂支桿架、分汽缸壓力表、分汽缸、匯流三通、分水缸、分水缸壓力表、底支桿架、支桿、浮體和浮體管；其中，擴(kuò)容罐的上下兩端分別有擴(kuò)容罐出汽口和擴(kuò)容罐出水口 ；浮體位于擴(kuò)容罐內(nèi)，支桿貫穿浮體管后，兩端分別固定在擴(kuò)容罐出汽口和擴(kuò)容罐出水口內(nèi)；干燥濾液板位于擴(kuò)容罐內(nèi)，并套裝在位于擴(kuò)容罐出汽口一端的支桿上；擴(kuò)容罐的擴(kuò)容罐出汽口通過分汽缸進(jìn)汽管與分汽缸連通；擴(kuò)容罐的擴(kuò)容罐出水口通過分水缸進(jìn)水管與分水缸連通；分汽缸上均勻分布著M個(gè)接口、分水缸上也均勻分布著M個(gè)接口，1 < M < 10 ；匯流三通的個(gè)數(shù)也為M，每個(gè)匯流三通上有一根匯流三通進(jìn)汽管、一根匯流三通進(jìn)水管和一根匯流三通輸出管，每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)汽管與分汽缸上的一個(gè)接口相通，每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)水管與分水缸上的一個(gè)接口相通，并且每個(gè)匯流三通的匯流三通進(jìn)汽管與匯流三通進(jìn)水管具有相同的管內(nèi)徑和管長度；在分汽缸上安裝有分汽缸壓力表，在分水缸上安裝有分水缸壓力表；在擴(kuò)容罐出水口處有排污管。
2.如權(quán)利要求1所述一種濕蒸汽等干度分配器，其特征在于，擴(kuò)容罐的側(cè)壁中部有擴(kuò)容罐進(jìn)汽口，罐蓋中心區(qū)有擴(kuò)容罐出汽口，罐底中心區(qū)有擴(kuò)容罐出水口 ；擴(kuò)容罐內(nèi)有支桿、 浮體和干燥濾液板。
3.如權(quán)利要求1所述一種濕蒸汽等干度分配器，其特征在于，浮體是由上浮塞、浮球、 下浮塞和浮體管組合而成；其中，上浮塞和下浮塞的均為空心桿；上浮塞和下浮塞的內(nèi)孔均為浮塞通孔；浮球?yàn)榭招那?；在浮球上有過球心的浮球通孔；浮體管的管長等于上浮塞通孔、浮球通孔和下浮塞通孔的長度之和；浮體管依次貫穿上浮塞通孔、浮球通孔和下浮塞通孑L。
4.如權(quán)利要求1所述一種濕蒸汽等干度分配器，其特征在于，擴(kuò)容罐出汽口的管口固定有頂支桿架，擴(kuò)容罐出水口的管口固定有底支桿架。
5.如權(quán)利要求1所述一種濕蒸汽等干度分配器，其特征在于，干燥濾液板的中心有上浮塞的過孔，該過孔的孔徑為上浮塞外徑的1.1倍；在干燥濾液板的表面均勻分布著若干個(gè)貫通孔。
專利摘要一種濕蒸汽等干度分配器，將管道內(nèi)的濕蒸汽引入到擴(kuò)容罐，經(jīng)減速和擴(kuò)容后分離為氣相的干飽和蒸汽和液相的飽和水。分別將干飽和蒸汽和飽和水引入到分汽缸和分水缸中。分汽缸各引出管與分水缸各引出管兩兩結(jié)合構(gòu)成了多個(gè)進(jìn)入管等同的匯流三通，使各匯流三通中輸出管的蒸汽干度相同。通過浮球形成流量調(diào)節(jié)閥，保持濕蒸汽等干度分配器工作穩(wěn)定、可靠和連續(xù)。在擴(kuò)容罐內(nèi)由浮球支桿、上浮塞、浮球、下浮塞、擴(kuò)容罐出汽口、擴(kuò)容罐出水口組合成可自動(dòng)調(diào)節(jié)出汽流量和出水流量的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)器。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)濕蒸汽等干度分配，并自動(dòng)調(diào)節(jié)擴(kuò)容罐的出汽流量和出水流量，使?jié)裾羝雀啥确峙淦鞴ぷ鞣€(wěn)定、可靠和連續(xù)，為提高稠油熱采的經(jīng)濟(jì)性提供了重要的技術(shù)保證。
文檔編號(hào)E21B43/24GK202108490SQ20112020435
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者李世武, 王澤元 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)